Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера — Naked Science
20.01.2014
5 минут
Редакция

Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера

Широко известен мысленный эксперимент Эрвина Шредингера. Не открыв ящик, невозможно узнать, жива или мертва заключенная в ней кошка. Однако ученым удалось обойти фундаментальный закон природы.

7990286186_2b6e7674a5_b

До сегодняшнего дня для измерения квантовой системы с 27 состояниями требовались многочисленные эксперименты, отнимающие огромное количество времени. Техника восстановления многомерного состояния называется квантовой томографией, аналогично процессу, широко применяемому в медицине, когда из двумерных картинок создается 3D-изображение.

 

Специалистам из университета Рочестера удалось разработать альтернативный метод прямого измерения квантового состояния, для которого требуется лишь один единственный эксперимент без последующей обработки результатов.

 

Работа ученых представляет огромный интерес, поскольку эффективный метод определения квантового состояния может найти широкое применение при создании новых систем передачи информации с высокой степенью безопасности, а также для понимания фундаментальных законов квантовой физики.

 

Техника прямого измерения была впервые открыта в 2011 году учеными из Национального научно-исследовательского совета Канады, которые использовали ее для определения местоположения и момента фотонов. В прошлом году исследовательская группа из Оттавы показала, что новая методика может быть использована для измерения состояний поляризации света. В представленной на прошлой неделе работе ученые, наконец, применили эту разработку к дискретной многомерной системе.

 

Идея методики состоит в следующем: проводится не одно, а два измерения квантовой системы подряд: сначала «слабое», а затем «сильное». Каждое измерение согласно принципу неопределенности Гейзенберга разрушает квантовое состояние, приводя к коллапсу волновой функции. Однако первое измерение настолько «слабо», что привносит с собой лишь слабые помехи, не разрушающие систему.

 

«Это все равно, что тайком заглянуть в ящик Шредингера, ? улыбается доктор Мехул Малик из исследовательской группы профессора Бойда. ? «Первое измерение фактически неудачное, поскольку не дает точно определить, жива ли кошка или подохла. Но какую-то информацию о здоровье животного мы все же получаем, и если повторить измерение несколько раз, можно с большой долей вероятности сказать о состоянии кошки Шредингера».

 

По утверждению Малика, «слабое» измерение не разрушает квантовое состояние, позволяя определить в последующем, «сильном» измерении, уже другой параметр системы.  

 

Затем последовательность таких измерений повторяется для одинаково приготовленных квантовых систем до тех пор, пока не удастся определить волновую функцию с необходимой степенью точности.

 

Статья, посвященная новой разработке исследователей, опубликована в журнале Nature Communications.

 

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

4 часа назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Житель штата Флорида Кельман Ричес погиб во время полета на реактивном ранце.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: